Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Как продвинуть сайт на первые места?
    Вы создали или только планируете создать свой сайт, но не знаете, как продвигать? Продвижение сайта – это не просто процесс, а целый комплекс мероприятий, направленных на увеличение его посещаемости и повышение его позиций в поисковых системах.
    Ускорение продвижения
    Если вам трудно попасть на первые места в поиске самостоятельно, попробуйте технологию Буст, она ускоряет продвижение в десятки раз, а первые результаты появляются уже в течение первых 7 дней. Если ни один запрос у вас не продвинется в Топ10 за месяц, то в SeoHammer за бустер вернут деньги.
    Начать продвижение сайта
  • II. Соединения углерода.






    1) Оксиды.

     

    Оксид углерода (II).

     

    Оксид углерода (II) несолеобразующий оксид. Очень ядовит!

    В лаборатории получают действием концентрированной серной кислоты на муравьиную кислоту:

     

    НСООН CO + H2O

     

    Химическая активность угарного газа крайне мала. При обычных условиях он не реагирует ни с водой, ни с кислотами, ни со щелочами. При высоких температурах вступает в окислительно-восстановительные реакции в роли восстановителя.

     

    СО горит синим пламенем:

     

    2СO + O2 = 2CO2

    Восстанавливает металлы из их оксидов:

     

    3CO + Fe2O3 = 2Fe + 3CO2

     

    СО + CuO = Cu + CO2

     

    СО + NiO = Ni + CO2

     

    Взаимодействует с парами воды:

     

    CO + H2O ↔ CO2 + H2

     

    В присутствии катализатора или при облучении СО окисляется хлором, образуя ядовитый газ фосген:

     

    CO + Cl2 = COCl2

     

    СО окисляется пероксидом натрия:

     

    CO + Na2O2 = Na2CO3

     

    При нагревании с водородом при повышенном давлении образуется метиловый спирт:

    CO + 2H2 ↔ CH3OH

     

    При пропускании СО в расплав щелочи при высоком давлении образуется соль (формиат натрия) в результате протекания окислительно-восстановительной реакции:

     

    CO + NaOH = HCOONa

     

    Оксид углерода (IV).

     

    Как кислотный оксид взаимодействует с водой (реакция обратима), основными оксидами и растворами щелочей:

     

    CO2 + H2O ↔ H2CO3

     

    CO2 + CaO = CaCO3

     

    CO2 + 2NaOH (избыток) = Na2CO3 + H2O

     

    CO2(избыток) + NaOH = NaHCO3

     

    При пропускании СО2 через раствор карбоната образуется гидрокарбонат:

     

    Na2CO3 + CO2 + H2O = 2NaHCO3

     

    В реакциях СО2 способен выступать только в роли окислителя. При высоких температурах он взаимодействует с углем и с активными металлами:

     

    CO2 + C = 2CO

     

    CO2 + 2Mg = 2MgO + C

     

    2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2

     

    Na2SiO3 + 2CO2 + 2H2O = 2NaHCO3 + H2SiO3

     

    2) Соли (карбонаты, гидрокарбонаты).

     

    При нагревании карбонаты (все, кроме карбонатов щелочных металлов и аммония) разлагаются до оксида металла и оксида углерода (IV).

     

    CaCO3 CaO + CO2

     

    Карбонат аммония при нагревании разлагается на аммиак, воду и углекислый газ:

     

    (NH4)2CO3 2NH3 + 2H2O + CO2

     

    Гидрокарбонаты при нагревании переходят в карбонаты:

     

    2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O

     

    Качественной реакцией на ионы СО32─ и НСО3 является их взаимодействие с более сильными кислотами, последние вытесняют угольную кислоту из солей, а та разлагается с выделением СО2

     

    Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 ↑ + H2O

     

    NaHCO3 + HCl = NaCl + CO2 ↑ + H2O

     

    При смешивании растворов будет происходить гидролиз и по аниону слабой кислоты и по катиону слабого основания:

     

    3Na2CO3 + 2FeCl3 + 3H2O = 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3CO2

     

     

    Кремний. Соединения кремния.

     

    I. Кремний.

    При низких температурах кремний химически инертен, при высоких температурах реагирует как с неметаллами, так и с некоторыми металлами. В большинстве случаев кремний является восстановителем, в реакциях с более сильными восстановителями (активными металлами) выступает в роли окислителя.

    При нагревании выше 400°С кремний взаимодействует с кислородом:

     

    Si + O2 = SiO2

     

    При взаимодействии с галогенами (с фтором при комнатной температуре), при нагревании с хлором, бромом, иодом образуются галогениды кремния:

     

    Si + 2Cl2 = SiCl4

    Si + 2Br2 = SiBr4

     

    При температуре выше 600°С взаимодействует с серой:

     

    Si + 2S = SiS2

     

    При температуре около 2000°С кремний соединяется с углеродом с образованием карбида кремния (карборунда):

     

    Si + С = SiС

     

    При взаимодействии с активными металлами образуются силициды металлов:

     

    Si + 2Mg = Mg2Si

     

    Si + 2Са = Са2Si

     

    Si + 2MgO = Mg2Si + 2SiO

     

    Силициды щелочных, щелочноземельных металлов и магния разлагаются водой, щелочами и разбавленными кислотами с образованием силана:

     

    Mg2Si + 4H2O = 2Mg(OH)2 + SiH4

     

    2Ca2Si + 4NaOH + 10H2O = 2Na2SiO3 + 4Ca(OH)2 + SiH4

     

    Mg2Si + 4HCl = 2MgCl2 + SiH4

     

    В водных растворах щелочей кремний растворяется с образованием солей кремниевой кислоты:

     

    Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2

     

    Кремний не взаимодействует с водными растворами кислот, но аморфный кремний растворяется в плавиковой кислоте:

     

    Si + 6HF = H2[SiF6] + 2H2

     

    (Si(тв.) + 4HF(г.) = SiF4 + 2H2)

     

    Кремний растворяется в смеси концентрированных азотной и плавиковой кислот:

     

    3Si + 4HNO3 + 12HF = 3SiF4 + 4NO + 8H2O

     

    II. Соединения кремния.

    1) Оксиды.

     

    Оксид кремния (IV). Как кислотный оксид, SiO2 при сплавлении взаимодействует с твердыми щелочами, основными оксидами и карбонатами с образованием солей кремниевой кислоты (силикатов):

     

    SiO2 + 2KOH K2SiO3 + H2O (растворы щелочей также действуют на SiO2)

     

    SiO2 + CaO CaCO3

     

    SiO2 + K2CO3 K2SiO3 + CO2

     

    Взаимодействует с плавиковой кислотой:

     

    SiO2 + 6HF = H2[SiF6] + 2H2O

     

    При нагревании смеси SiO2 с углеродом образуется карбид кремния:

     

    SiO2 + 3С SiС + 2СО

     


    SiO2 + 2Mg 2MgO + Si

     

    3SiO2 + Ca3(PO4)2 + 5C 3CaSiO3 + 5CO + 2P

     

    2) Водородное соединение. Силан.

     

    Силан – ядовитый бесцветный газ. На воздухе силан горит с образованием SiO2 и H2O, водой и щелочами разлагаются с выделением водорода:

     

    SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O

     

    SiH4 + 2H2O = SiO2 + 4H2

     

    SiH4 + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 4H2

     

    3) Тетрахлорид кремния.

     

    SiCl4 + 3H2O = H2SiO3↓ + 4HCl

     

    SiCl4 + 2H2 = Si + 4HCl

     

     

    Углерод, кремний. Соединения углерода и кремния.

     

    1. Газы, которые выделяются при нагревании угля в концентрированной азотной и серной кислотах, смешали друг с другом. Продукты реакции пропустили через известковое молоко. Напишите уравнения описанных реакций.

     

    2. Негашеную известь «погасили» водой. В полученный раствор пропустили газ, который выделяется при нагревании гидрокарбоната натрия, при этом наблюдали образование и последующее растворение. Напишите уравнения описанных реакций.

     

    3. Газ, образовавшийся при сгорании кокса, длительное время соприкасался с раскаленным углем. Продукт реакции последовательно пропустили через слой железной руды и негашеную известь. Напишите уравнения описанных реакций осадка.

     

    4. Одно из веществ, образующихся при сплавлении оксида кремния с магнием, растворяется в щелочи. Выделяющийся газ ввели в реакцию с серой, а продукт их взаимодействия обработали хлором. Напишите уравнения описанных реакций.

     

    5. Силицид магния обработали раствором хлороводородной кислоты и выделяющийся газ сожгли. Твердый продукт реакции смешали с кальцинированной содой, смесь нагрели до плавления и выдержали некоторое время. После охлаждения продукт реакции (используется под названием «жидкое стекло») растворили в воде и обработали раствором серной кислотой. Напишите уравнения описанных реакций.

     

    6. Хлорид кремния (IV) нагрели в смеси с водородом. Продукт реакции смешали с магниевым порошком, нагрели и обработали водой, одно из образующихся веществ самовоспламеняется на воздухе. Напишите уравнения описанных реакций.

     

    7. Силицид магния обработали раствором соляной кислоты, продукт реакции сожгли, образовавшееся твердое вещество смешали с кальцинированной содой и нагрели до плавления. После охлаждения расплава его обработали водой и к полученному раствору добавили азотную кислоту. Напишите уравнения описанных реакций.

     

    8. Магниевый порошок смешали с кремнием и нагрели. Продукт реакции обработали холодной водой, и выделяющийся газ пропустили через горячую воду. Образовавшийся осадок отделили, смешали с едким натром и нагрели до плавления. Напишите уравнения описанных реакций.

     

    9. Кремний сожгли в атмосфере хлора. Полученный хлорид обработали водой. выделившийся при этом осадок прокалили. Затем сплавили с фосфатом кальция и углем. Напишите уравнения описанных реакций.

     

    10. Вещество, образующееся при сплавлении магния с кремнием обработали водой, в результате образовался и выделился бесцветный газ. Осадок растворили в соляной кислоте, а газ пропустили через раствор перманганата калия, при этом образовались два нерастворимых в воде бинарных вещества. Напишите уравнения описанных реакций.

     

    11. Продукт взаимодействия кремния с хлором легко гидролизуется. При сплавлении твердого продукта гидролиза как с каустической, так и кальцинированной содой образуется жидкое стекло. Напишите уравнения описанных реакций.

     

     

    12. Углерод сожгли в избытке кислорода, образовавшийся газ пропустили над оксидом меди (II). Полученное вещество сплавили с серой, а продукт этой реакции сожгли в кислороде. Напишите уравнения описанных реакций.

     

    13. Кремний сожгли в кислороде. Продукт реакции сплавили с карбонатом натрия, образовавшееся вещество обработали избытком соляной кислоты при нагревании. Осадок отфильтровали, а к фильтрату добавили раствор нитрата серебра. Напишите уравнения описанных реакций.

     

    14. Кремний растворили в концентрированном растворе гидроксида натрия. Через полученный раствор пропустили углекислый газ. Выпавший осадок отфильтровали, высушили и разделили на две части. Первую растворили в плавиковой кислоте, вторую сплавили с магнием. Напишите уравнения описанных реакций.

     

    Углерод, кремний. Соединения углерода и кремния.

     

    1. C + 2H2SO4(конц.) = CO2↑ + 2SO2↑ + 2H2O

    C + 4HNO3(конц.) = CO2↑ + 4NO2↑ + 2H2O

    SO2 + NO2 = SO3 + NO

    SO3 + Ca(OH)2 = CaSO4↓ + H2O

    CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O

     

     

    2. CaO + H2O = Ca(OH)2

    2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 ↑ + H2O

    CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓ + H2O

    CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2

     

     

    3. С + O2 = CO2

    CO2 + C = 2CO

    Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 или

    Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2

    СаО + СО2 = СаСО3

     

     

    4. SiO2 + 2Mg = 2MgO + Si

    Si + 2NaOH + 2H2O = Na2SiO3 + 2H2

    H2 + S = H2S

    H2S + Cl2 = 2HCl + S↓

     

     

    5. Mg2Si + 4HCl = 2MgCl2 + 2SiH4

    SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O

    SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2

    Na2SiO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2SiO3

     

     

    6. SiCl4 + 2H2 = Si + 4HCl

    Si + 2Mg = Mg2Si

    Mg2Si + 4H2O = 2Mg(OH)2↓ + SiH4

    SiH4 + 2O2 = SiO2↓ + 2H2O

     

     

    7. Mg2Si + 4HCl = 2MgCl2 + 2SiH4

    SiH4 + 2O2 = SiO2 + 2H2O

    SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2

    Na2SiO3 + 2HNO3 = 2NaNO3 + H2SiO3

     

     

    8. Si + 2Mg = Mg2Si

    Mg2Si + 4H2O (холл.) = 2Mg(OH)2↓ + SiH4

    SiH4 + 2H2O (гор.) = SiO2 + 4H2

    SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O

     

     

    9. Si + 2Cl2 = SiCl4

    SiCl4 + 3H2O = H2SiO3↓ + 4HCl

    H2SiO3 SiO2 + H2O

    3SiO2 + Ca3(PO4)2 + 5C 3CaSiO3 + 5CO + 2P

     

     

    10. Si + 2Mg = Mg2Si

    Mg2Si + 4H2O (холл.) = 2Mg(OH)2↓ + SiH4

    Mg(OH)2 + 2HCl = MgCl2 + 2H2O

    3SiH4 + 8KMnO4 = 8MnO2↓ + 3SiO2↓ + 8KOH + 2H2O

     

     

    11. Si + 2Cl2 = SiCl4

    SiCl4 + 2H2O = SiO2↓ + 4HCl

    SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O

    SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2

     

     

    12. 2С + O2 = 2CO

    CO + CuO = Cu + CO2

    Cu + S = CuS

    2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2

     

     

    13. Si + O2 = SiO2

    SiO2 + Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2

    Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + SiO2↓ + H2O

    NaCl + AgNO3 = AgCl↓ + NaNO3

     

     

    14. Si + 2NaOH + 2H2O = Na2SiO3 + 2H2

    Na2SiO3 + CO2 = Na2CO3 + SiO2

    SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O

    SiO2 + 2Mg = Si + 2MgO

     

    V A группа (азот, фосфор)

     

    Азот. Соединения азота.

     

    I. Азот.

    В лаборатории получают разложением нитрита аммония:

     

    NH4NO2 N2 + 2H2O

     

    NaNO2 + NH4Cl N2 + NaCl + 2H2O

     

    В обычных условиях азот не реагирует ни с металлами (за исключением лития – с ним N2 взаимодействует при комнатной температуре), ни с неметаллами. При нагревании химическая активность азота повышается.

    При взаимодействии с металлами образуются нитриды металлов:

     

    N2 + 6 Li = 2Li3N

     

    N2 + 6 Na 2Na3N

     

    N2 + 3Mg Mg3N2

     

    N2 + 2Al (порошок) 2AlN

     

    Нитриды щелочных и щелочноземельных металлов легко разлагаются водой и растворами кислот:

     

    Li3N + 3H2O = 3LiOH + NH3

     

    Ca3N2 + 6HCl = 3CaCl2 + 2NH3

     

    C неметаллами азот взаимодействует только в специальных условиях – при высокой температуре, давлении, в присутствии катализатора или при пропускании сильного электрического разряда:

     

    N2 + 3H2 2NH3

     

    N2 + O2 2NO

     

    N2 + 3LiH Li3N + NH3

    II. Соединения азота.

     

    1) Аммиак.

     

    Наиболее энергично аммиак реагирует с хлором и бромом, оксидами некоторых металлов, а также (при поджигании смеси или в присутствии катализатора) с кислородом:

     

    2NH3 + 3Cl2 = N2 + 6HCl

     

    2NH3 + 3CuO = 3Cu + N2 + 3H2O

     

    4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O

     

    4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O

     

    Пероксид водорода также окисляет аммиак до азота:

     

    2NH3 + 3H2O2 = N2 + 6H2O

     

    За счет атомов водорода в степени окисления +1 аммиак может выступать в роли окислителя, например в реакциях с щелочными, щелочноземельными металлами, магнием и алюминием:

     

    2NH3 + 2Na = 2NaNH2 + H2 (Na2NH, Na3N)

     

    2NH3 + 2Al = 2AlN + 3H2

     

    Растворение аммиака в воде сопровождается химическим взаимодействием с ней:

     

    NH3 + H2O ↔ NH3 ∙ H2O ↔ NH4+ + OH

     

    При взаимодействии с кислотами образуются соли аммония:

     

    NH3 + HCl = NH4Cl

     

    NH3 + H2SO4 = NH4HSO4

     

    2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

     

    При взаимодействии аммиака с углекислым газом образуется карбамид (мочевина):

     

    2NH3 + CO2 = (NH2)2CO + H2O

     

    Аммиак вступает в реакции комплексообразования:

     

    6NH3 + CuCl2 = [Cu(NH3)6]Cl2

     

    4NH3 + Cu(OH)2 = [Cu(NH3)4](OH)2

     

    2) Соли аммония.

     

    Все соли аммония проявляют общие свойства солей (взаимодействуют с растворами кислот, щелочей и других солей), а также подвергаются гидролизу и разлагаются при нагревании:

     

    NH4Cl + KOH = KCl + NH3 + H2O (качественная реакция на NH4+)

     

    (NH4)2SO4 + Ba(NO3)2 = 2NH4NO3 + BaSO4

     

    NH4+ + HOH ↔ NH3 ∙ H2O + H+

     

    NH4HS + 3HNO3 = S + 2NO2 + NH4NO3 + 2H2O

     

    Если соль не содержит аниона-окислителя, то разложение проходит без изменения степени окисления атома азота:

     

    NH4Cl NH3 + HCl

     

    NH4HCO3 NH3 + CO2 + H2O

     

    (NH4)2SO4 NH4HSO4 + NH3

    NH4HS NH3 + H2S

     

    Если соль содержит анион-окислитель, то разложение сопровождается изменением степени окисления атома азота иона аммония:

     

    NH4NO2 N2 + 2H2O

    NH4NO3 = N2O + 2H2O (190 – 245° C)

     

    2NH4NO3 = 2NO + 4H2O (250 – 300° C)

     

    2NH4NO3 = 2N2 + O2 + 4H2O (выше 300° С)

    (NH4)2Cr2O7 Cr2O3 + N2 + 4H2O

     

    3) Оксиды азота.

     

    оксид степень окисления цвет (н.у.) характер оксида  
    N2O +1 бесцветный несолеобразующий  
    NO +2 бесцветный несолеобразующий  
    N2O3 +3 синий кислотный  
    NO2 +4 бурый кислотный  
    N2O5 +5 бесцветный кислотный  

     

    N2O

     

    В нормальных условиях N2O химически инертен, при нагревании проявляет свойства окислителя:

     

    N2O + H2 = N2 + H2O

     

    N2O + Mg = N2 + MgO

     

    N2O + 2Cu = N2 + Cu2O

     

    3N2O + 2NH3 = 4N2 + 3H2O

     

    N2O + H2O + SO2 = N2 + H2SO4

     

    При взаимодействии с сильными окислителями N2O может проявлять свойства восстановителя:

     

    5N2O + 3H2SO4 + 2KMnO4 = 10NO + 2MnSO4 + K2SO4 + 3H2O

    NO NO ядовит!

     

    В лаборатории получают взаимодействием 30%-ной азотной кислоты с некоторыми металлами:

     

    3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

     

    Также NO можно получить по реакциям:

     

    FeCl2 + NaNO3 + 2HCl = FeCl3 + NaCl + NO + H2O

     

    2HNO3 + 2HI = 2NO + I2 + 2H2O

     

    На воздухе NO практически мгновенно окисляется до NO2

    2NO + O2 = 2NO2

     

    По отношению к галогенам, озону также проявляет свойства восстановителя:

     

    2NO + Cl2 = 2NOCl

     

    NO + O3 = NO2 + O2

     

    В присутствии более сильных восстановителей проявляет свойства окислителя:

     

    2NO + 2H2 = N2 + 2H2O

     

    2NO + 2SO2 = 2SO3 + N2

     

    N2O3

     

    Кислотный оксид. Ангидрид азотистой кислоты. При взаимодействии с водой дает азотистую кислоту:

     

    N2O3 + H2O ↔ 2HNO2

     

    При взаимодействии с растворами щелочей образуются нитриты:

     

    N2O3 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O

    NO2

     

    Очень ядовит! Для NO2 характерна высокая химическая активность: он взаимодействует с неметаллами (фосфор, уголь, сера горят в оксиде азота (IV), оксид серы (IV) окисляется до оксида серы VI)). В этих реакциях NO2 – окислитель:

     

    2NO2 + 2S = N2 + 2SO2

     

    2NO2 + 2C = N2 + 2CO2

     

    10NO2 + 8P = 5N2 + 4P2O5

     

    NO2 + SO2 = SO3 + NO

     

    Растворение NO2 в воде приводит к образованию азотной и азотистой кислот:

     

    2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2

     

    Поскольку азотистая кислота неустойчива, то при растворении NO2 в теплой воде образуются HNO3 и NO:

     

    3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO

     

    При нагревании:

     

    4NO2 + 2H2O = 4HNO3 + O2

     

    Если растворение NO2 в воде проводить в избытке кислорода, то образуется только азотная кислота:

     

    4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3

     

    При растворении в щелочах – нитраты и нитриты:

     

    2NO2 + 2NaOH = NaNO3 + NaNO2 + H2O

     

    4NO2 + 2Ca(OH)2 = Ca(NO2)2 + Ca(NO3)2 + 2H2O

     

    В присутствии кислорода – нитраты:

     

    4NO2 + 4NaOH + O2 = 4NaNO3 + 2H2O

     

    N2O5

     

    Кислотный оксид. Ангидрид азотной кислоты.

     

    Растворяется в воде с образованием азотной кислоты:

     

    N2O5 + H2O = 2HNO3

     

    в щелочах – с образованием нитратов:

     

    N2O5 + 2NaOH = 2NaNO3 + H2O

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.